大鼠闭合性硬膜外球囊扩张脑损伤模型的建立①
作者：杨 静 蔡宏伟 谭秀娟
单位：(附属湘雅医院麻醉科 长沙 410008)
关键词：硬膜外球囊扩张术；脑损伤；疾病模型；动物；大鼠
湖南医科大学学报990607
提要 为建立闭合性脑硬膜外占位性颅脑损伤的大鼠模型，利用5F漂浮导管置脑硬膜外模拟占位，按球囊注入水量和持续时间分组。观察各组动物的死亡率，存活鼠的颅内压、脑含水量的变化以及血肿形成、组织受损的情况。结果显示：球囊越大，持续时间越长，损伤越大；存活鼠颅内压及脑水含量均增加，神经机能受损，并有血肿形成和受压区坏死；上述变化随占位时间延长和受压程度的加重而加重。提示该脑损伤模型简单可行、可重复，能较好地反映硬膜外占位性脑损伤的病理分级，且经济实用。
中国图书分类号 R651.15 R332
, http://www.100md.com
A model of closed epidural balloon inflation brain injury in rats
Yang Jing Cai Hongwei Tan Xiujuan
(Department of Anesthesiology, Xiangya Hospital, Hunan Medical University, Changsha 410008)
Objectives: To establish an animal model of closed brain epidural occup ancy trauma in rats. Methods: Sixty-eight Wistar rats were randomly divided into 7 groups: normal control group(Group A), sham-operated group(Group B), and 5 experimental groups. The last ones included: Group C in which water was injected 0.05ml into balloon and kept for 1 hour; Group D injected 0.05ml and kept for 3 hours; Group E injected 0.1ml and kept for 1 hour; Group F injected 0.1m land kept for 2 hours. Group B,C,D were kept maintaining and observing for two days after operation, respectively. Group E was divided into EⅠ(maintaining for two days) and EⅡ(for three days). Results: Of all the experimental groups, the mortality rate during acute phase was 100% in Group F, 28% in Group E, 50% in Group D, and 0% in Group C. Four rats died during the raising-up period in Group E. Both ICP and cerebral water content were increased in 46 survived rats, and nerve functions were damaged in all the experimental groups. Pathologic chan ges read as follows: Hemorrhage was found in damage-area; injury and dead cells were seen in compressed region. These changes became worse with time prolonged and injury degree developed. Conclusions: The method is simple, reproducible and economical, well showing the pathological classification of epidural occupancy trauma.
, 百拇医药
Key words brain injuries; epidural balloon inflation; disease model,animal; rats
临床上颅脑损伤十分常见。实验性脑硬膜外球囊扩张法造成的脑损伤类似临床上的急性闭合性硬膜外血肿[1，2]。本实验系应用大鼠建立闭合性硬膜外球囊扩张脑损伤模型，试图为 研究创伤性脑损伤机制及防治提供一个实验基础。
1 材料与方法
1.1 材料 戊巴比妥钠与离子粘固剂系上海产；5F漂浮导管购自德国AG公司；LMS-2B型二道生理记录仪产自成都仪器厂；HX-2型小动物无创血压计为湖南医科大学生理教研室制。健康Wistar大鼠，雌雄不拘，体重250～350g，购自湖南医科大学动物室。
1.2 实验动物 动物采俯卧位。于矢状缝右侧靠后囟处旁开1mm，人字缝右侧往前1mm钻开骨窗，向前置5F漂浮导管，使套囊全部插入颅内右侧大脑前部脑硬膜外；分别注入0.05ml和0.1ml生理盐水使球囊扩张产生不同大小的占位；利用测肺嵌压球囊模拟占位。从测肺动脉压管口处接感受器测颅内压(ICP)的变化值；以离子粘固剂封闭骨窗，外接压力传感装置测心电图、血压(BP)，记录心率(HR)，呼吸(R)，BP和ICP的变化。术毕饲养中进行神经机能评分[3]。
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1.3 动物分组 按球囊注入水量和保持时间分组。空白对照组(A组)：直接处死后取大脑，n=3。假手术组(B组)：仅插管观察1～3h，饲养2～3d，n=5。实验组分5组：C组球囊注水0.05ml，保持1h，饲养2d，n=11。D组球囊注水0.05ml，保持3h，饲养2d，n=20。E组球囊注水0.1ml，保持1h，n=24。E组又根据饲养天数分为EⅠ组，饲养2d,n=14和EⅡ组，饲养3d,n=10。F组球囊注水0.1ml，保持2h，饲养2d，n=5。术中死亡鼠仅进行急性期分析，不纳入总的统计数字内。
1.4 神经机能评分 (1)足底痛觉：针刺足底，轻刺激下有反应为4分，强刺激下有反应为2分，无反应为0分。(2)自主觅食：能抬头，前肢上抬主动取食为4分；能低头吃食，不主动寻觅为2分；不能自主吃食为0分。(3)角膜反射：有反应为4分，反应可疑为2分，无反应为0分。(4)瞳孔对光反射：有反应为4分，反应迟钝为2分，无反应为0分。(5)吞咽反射：有反应为4分，反应可疑为2分，无反应为0分。(6)翻正反射：将后肢提起，观察落地情况，如四肢落地灵敏者为4分；落地时侧身卧后立即翻起为3分；侧身卧后须挣扎立起为2分；侧身卧后不能立起为0分。(7)运动机能评分：①尾巴悬吊前肢屈曲，有反应为4分，可疑为2分，无反应为0分。②对外侧推力的阻力大小测试，有反应为4分，可疑为2分，无反应为0分。③自发移动时左右转向行为，有反应为4分，可疑为2分，无反应为0分。④能在一侧斜面站立5s的能力，斜面角度50°～45°为4分，45°～40°为3分，40°～35°为2分，35°～30为1分，<29°为0分。⑤在2cm宽的平衡木上用1～4爪子及尾部维持平衡的能力，时间>30s为4分，30～25s为3分，25～20s为2分，20～15s为1分，<15s为0分。神经机能总分：44分。
, 百拇医药
1.5 统计学处理 实验资料分别采用SPSS/PC+7.0软件；多样本均数比较单因素方差分析；均数间比较用q检验。所有数据均进行方差齐性检验。方差不齐的ICP比较先用非参数检验，后作Dunn's分析。
2 结 果
2.1 脑损伤后急性期病理生理学变化
2.1.1 一般资料 体重对实验结果影响较大，故将其统计结果列于表1。各组体重差异无统计学意义(P>0.05)。
表1 大鼠体重的比较(
±s)① 分组
n
体重(g)
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A
3
289±29
B
5
297±54
C
11
284±43
D
20
280±32
E
, http://www.100md.com 24
304±32
F
5
306±28
①各组体重比较P>0.05
2.1.2 手术中大鼠的病理表现 球囊扩张越大，损伤时间越长，肺水肿、抽搐发生率越高，呼吸停顿时间越长，动物的死亡率也越高。D，E，F组死亡鼠死前有ICP持续升高，血压先升后降，呼吸长时间抑制，呼吸暂停可达30～40s并有抽搐等脑疝表现(表2)。
2.1.3 血流动力学变化 HR，R，BP(平均动脉压)术前各组之间及各组同一时间之间比较差异无显著性(P>0.05)；C，D，E组术后与术前比较，30min后HR，R逐渐变慢(P<0.05)，但仍在正常生理范围内；而BP变化无统计学差 异。D，E组中的死亡鼠，临死前BP135～230mmHg，与术前比较差异有高度显著性 (P<0.01，表中未列出)；其BP升高后5min内迅速下降，终因较长时间的低血压而导致死亡(表3)。
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2.1.4 ICP的变化 根据加压后的ICP变化进行硬膜外颅内压的监护，ICP升高的幅度与球囊扩张的大小及持续时间呈正相关。C，D组中ICP变化持续10min后恢复至伤前水平，但D组在1～2h后仍有微小的波动，且术毕保持在较术前略高的水平。E组中持续15min后恢复至伤前水平，或保持在术前略高的水平。其 变化峰值E与C，D组比较差异有显著性 (P<0.05，表4)。
表2 鼠脑损伤急性期病理表现(%) 分组
例数
(n)
致死率
(%)
肺水肿发生率(%)
抽搐发生率(%)
, 百拇医药
短暂呼吸停顿
存活鼠
死亡鼠
存活鼠
死亡鼠
存活鼠
存活鼠
发生率(%)
时间(s)
发生率(%)
时间(s)
C
11
, 百拇医药
0
18
0
8
0
27
3
0
0
D
20
50
20
30
, 百拇医药
10
60
30
4
40
30
E
24
26
39
33
35
67
43
, http://www.100md.com
4
33
27
F
5
100
0
100
0
100
0
0
100
3
, 百拇医药
表3 各组血流动力学参数比较(± s) 分组
例数
指标
术前
术后5min
10min
30min
1h
2h
3h
术毕
B
, 百拇医药
5
HR
380±50
373±68
384±45
365±58
377±68
/
/
374±68
R
79±22
75±16
, 百拇医药
73±16
63±15
63±15
/
/
69±14
BP
100±50
103±6
105±50
102±3
98±30
/
, 百拇医药
/
103±13
C
11
HR
409±61
395±63
388±60
374±63①
376±62①
/
/
368±59②
, 百拇医药
R
80±10
67±8①
67±11①
61±11②
62±10②
/
/
66±10②
BP
102±80
103±11
, 百拇医药
109±14
101±70
105±40
/
/
95±12
D
10
HR
372±52
383±38
376±43
369±49①
, 百拇医药
367±44①
360±24①
359±393②
51±48②
R
72±13
66±90
63±11
56±10②
62±11①
55±5②
, 百拇医药
59±60②
69±13①
BP
102±80
103±11
109±14
101±70
105±40
101±60
97±9
95±12
E
, 百拇医药
17
HR
369±45
353±59①
359±51②
337±45②
329±41②
/
/
341±46①
R
71±12
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65±11①
64±11②
59±10②
57±11②
/
/
64±10①
BP
97±18
102±13
106±18
, 百拇医药 104±15
94±80
/
/
94±12
与对照组(B)比较①P<0.05,②P<0.01;各组同一时间之间比较P>0.05表4 各组ICP变化峰值比较(±s ) 分组
n
ICP
C
11
8.40±1.92①
, 百拇医药
D
10
8.80±1.61
EⅠ
11
11.71±3.12②③
EⅡ
6
11.48±0.82④
①与D组比较P>0.05；②与EⅡ组比较P>0.05；③与C，D组比较P<0.05； ④与C，D组比较P<0.01
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2.1.5 各组术后神经机能评分的比较 各组自身前后对照无明显差异( P>0.05)。C，D，E各组与B组差异有显著性(P<0.01)，说明实验组的神经机能均受到不同程度的损害。E组饲养过程中共死亡4只(EⅠ 2只，EⅡ 2只)，说明E组神 经机能受损较C，D组更为严重(表5)。
表5 神经机能评分比较(±s) 分组
例数
24h
48h
72h
B
5
, 百拇医药
44±1
43±7
/
C
11
35±4①
33±6②
/
D
10
31±4②
33±7②
, 百拇医药
/
EⅠ
9
30±5②
28±5②
/
EⅡ
4
32±4②
31±4②
32±4
与对照组比较①P<0.05,②P<0.01
, 百拇医药
2.2 病理改变
2.2.1 大体改变 对照组大鼠硬脑膜保持完整，置管处偶见轻度受压痕迹，脑皮质及脑室系统未见明显异常。C组硬脑膜基本保持完整，可见受压处硬膜下小血肿及小量局限性皮质下出血，脑室腔隙改变较小，但亦可有少量变形及蛛网膜下出血(图1)。D，E组可见受压处脑组织挫伤，硬膜下血肿较大，有广泛脑室腔隙出血及扩大，饲养2d后受压处有脑组织软化(图2)。
2.2.2 光学显微镜检查 对照组未见明显异常，层次及结构均较清楚。C组损伤侧可见局灶性皮质出血，颅内有少量出血灶(图3)。D，E组除局灶性受压处出血外，尚见受损皮质组织及颅内出血，出血范围广泛，有时伤及对侧。损伤侧直接受压处可见大量血细胞渗出，有的可见炎性细胞聚集，说明损伤后有炎性介质的参与(图4)。D，E组损伤周围部分神经元细胞可见核皱缩或浓染，但胞浆结构尚清楚(图5Ⅰ，Ⅱ)。
, 百拇医药
图1 C组受压处硬膜下出血 图2 D，E组受压后切面观 图3 C组受压部位皮质出血 (HE，100×) 图4 D，E组受压后颅内腔隙扩大，出血处有炎性细胞浸润 (HE，40×) 图5 受压部位细胞坏死(5Ⅰ)与正常脑细胞(5Ⅱ)比较 (HE，200×)(↑示受压处；示出血部位；A示死亡细胞呈浓缩状；B示死亡细胞呈空泡状)
Fig. 1 Subdural hemorrhage in compressed area o f Group C Fig. 2 Section after compression in D, Group E Fig. 3 Cortical hemorrhage in compressed area o f Group C (HE,100×) Fig. 4 Encephalic lacuna showing larger and inf lammatory cell infiltration in hemorrhage area after compression (HE,40×) Fig. 5 Comparison between cells in compressed a rea (5Ⅰ) and normal cells (5Ⅱ; HE,200×) (↑: compressed area;: hemorrha ge a rea; A: dead cells showing concentration; B: dead cells showing vacuole)
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2.2.3 各组脑含水量 C，D，E组与A，B组比较，脑含水量明显增多(P<0.05)，表明有脑水肿发生；E组与对照组比较差异更明显(P<0.01；表6)。
表6 脑含水量百分比的测定(±s) 分组
例数
脑含水量%
A
3
76.70±1.03
B
5
77.10±1.98
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C
11
78.76±1.24①
D
10
78.88±1.33①
EⅠ
9
80.11±1.39②
EⅡ
6
78.51±1.08②
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与对照组比较①P<0.05,②P<0.01;A，B组之间和C，D，E组之间比较P>0.05
3 讨 论
为模拟撞击受损造成脑损伤等临床病理象，Penny[4]等人于1941年开始了脑创伤性实验模型的研究。自九十年代以来逐渐形成了液压冲击模型(fluid percussion, FP)和控制性皮质撞击模型(controlled cortical impact, CI)两大类[5]。由于FP技术比较符合临床特点，便于产生分级脑损伤，故得以广泛应用。经过多次改良，可控性及装置的精确性均有所发展。但它产生的病理生理变化机制复杂，既有冲击部位直接受损和血流动力学改变，也有轴索弥漫性受损。CI技术受损机制则相对明确，便于受损侧和对侧的比较性研究，且同样便于产生分级脑外伤，能更精确控制皮质受损速度、压力、部位等。本实验在CI技术基础上建立模拟急性硬膜外占位性病变造成脑损伤及颅高压的病理模型，符合临床上急性硬膜外血肿造成脑组织受压，颅内压增高，最终致脑损害等特点。
, 百拇医药
硬膜外球囊扩张产生脑损伤的疾病模型多见于猪、狗、猫、羊[1，5]等中型动物，而作为同类研究，大白鼠虽较经济易得，但因其体积小，技术操作上有一定困难故较少用。Shanlin[2]报道利用立体定向仪在一侧脑室或蛛网膜下腔放置穿刺针监测ICP并放置球囊模拟占位；该方法存在损伤、出血及操作上有一定难度等缺点。本实验利用5F漂浮导管测肺嵌压的球囊模拟占位，还利用测肺动脉压的出口测定颅内压的变化值，使二者均可同时进行。本文方法让鼠的非实验性损伤到最低限度，避免了穿刺造成的损伤，操作技术既可行又简单、经济。而该方法尚存刻度校准、慢频率应答等问题而不能测定ICP基础值，但仍可简单测定ICP变化值，且球囊扩张大小的可控性较好，增加了实验的精确性，可同时建立分级实验动物模型。
该模型损伤的生物力学机制为硬膜外占位使完整的脑组织受压、变形、脑血流改变，造成颅高压，脑水肿最终至脑损伤。就存活动物而言，30min内平均动脉压增高，证实了可能与脑损伤后应激反应，促使交感神经肾上腺髓质释放儿茶酚胺有关[6]。实验动物的心率、呼吸变化均随损伤的程度及时间的延长而变慢，但仍在正常生理范围内，一般于手术后15～30min内能恢复。本文实验组均有不同程度的脑水肿发生。赵永春[7]等从临床工作中发现，水肿主要位于有血肿的半球内。这说明发生脑水肿的主要原因乃脑组织局部受压所致。相关的动物实验亦证明了这一点[8]。有人认为创伤后2h皮质产生细胞毒性脑水肿，并通过对血脑屏障的破坏，颅内压增加而实现[9]。本文病理结果亦支持脑水肿发生的结论，即受压处神经细胞坏死，血管内皮肿胀和脑内出血灶，脑室腔隙改变等。球囊扩张压迫与减压造成脑的病理生理紊乱均可加重脑水肿。Bai-nanXu在猫的同类模型中也证实了这一观点[10]。实验组神经机能评分说明大白鼠的神经机能受到不同程度的损害，间接地反映了脑组织受损的状况和脑水肿的发生。
, 百拇医药
概言之，本实验模型具有操作简单、可控性好、重复性高及经济实用的特点。
参 考 文 献
1 Takizama H. Analysis of changes in intracranial pressure and pressure volume index at different locations in the craniospinal axis during supratentorial epidural balloon inflation. Neurosurgery, 1986,19(1):1～8
2 Shanlin RT, Sole MJ, Rahinifar M, et al. More lessionsm about essential h ypertension for expredural rat model. J Am Coll Cardiol, 1988,2(3):737～738
, 百拇医药
3 方加胜，袁贤瑞，刘运生.实验性大鼠液压分级颅脑损伤模型的建立与研究.湖南医科大学学报，1996，5：385～389
4 Penny BD, Russel WR. Experimental cerebral ncussion. Brain, 1941,64:93～104
5 Lighthall JW, Dixon CE, Anderson TE. Experimental models of brain injury. J N eurotrauma, 1989,6(2):83～97
6 张剑宁，易声禹，章翔，等.大鼠脑损伤后血浆儿茶酚胺改变及其血液流变学的变化.中华实验外科杂志，1995，12：223～226
7 赵永春，毕东祥，赵雅度，等.硬脑膜外血肿术后发生脑水肿的可能性探讨.中华神经外科杂志，1996，12(5)：292～295
, 百拇医药
8 惠国桢，吴思荣，周幽心，等.大鼠头颅打击伤后的脑水肿变化.中华神经外科杂志，1996，12(2)：100～104
9 Pomeranz S, Satar P. The effect of resuscitative moderate hypothermia followi ng epidural brain conprassion on cerebral damage in a canine outcome model. J Ne urosurg, 1993,79:241～251
10 Bai-nan Xu, Yabuki A, Mishira H, et al. Pathophysiology of brain swelling after acute experimental brain compression and decompression. Neurosur gery, 1993,32(2):289～299, 百拇医药
单位：(附属湘雅医院麻醉科 长沙 410008)
关键词：硬膜外球囊扩张术；脑损伤；疾病模型；动物；大鼠
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提要 为建立闭合性脑硬膜外占位性颅脑损伤的大鼠模型，利用5F漂浮导管置脑硬膜外模拟占位，按球囊注入水量和持续时间分组。观察各组动物的死亡率，存活鼠的颅内压、脑含水量的变化以及血肿形成、组织受损的情况。结果显示：球囊越大，持续时间越长，损伤越大；存活鼠颅内压及脑水含量均增加，神经机能受损，并有血肿形成和受压区坏死；上述变化随占位时间延长和受压程度的加重而加重。提示该脑损伤模型简单可行、可重复，能较好地反映硬膜外占位性脑损伤的病理分级，且经济实用。
中国图书分类号 R651.15 R332
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Yang Jing Cai Hongwei Tan Xiujuan
(Department of Anesthesiology, Xiangya Hospital, Hunan Medical University, Changsha 410008)
Objectives: To establish an animal model of closed brain epidural occup ancy trauma in rats. Methods: Sixty-eight Wistar rats were randomly divided into 7 groups: normal control group(Group A), sham-operated group(Group B), and 5 experimental groups. The last ones included: Group C in which water was injected 0.05ml into balloon and kept for 1 hour; Group D injected 0.05ml and kept for 3 hours; Group E injected 0.1ml and kept for 1 hour; Group F injected 0.1m land kept for 2 hours. Group B,C,D were kept maintaining and observing for two days after operation, respectively. Group E was divided into EⅠ(maintaining for two days) and EⅡ(for three days). Results: Of all the experimental groups, the mortality rate during acute phase was 100% in Group F, 28% in Group E, 50% in Group D, and 0% in Group C. Four rats died during the raising-up period in Group E. Both ICP and cerebral water content were increased in 46 survived rats, and nerve functions were damaged in all the experimental groups. Pathologic chan ges read as follows: Hemorrhage was found in damage-area; injury and dead cells were seen in compressed region. These changes became worse with time prolonged and injury degree developed. Conclusions: The method is simple, reproducible and economical, well showing the pathological classification of epidural occupancy trauma.
, 百拇医药
Key words brain injuries; epidural balloon inflation; disease model,animal; rats
临床上颅脑损伤十分常见。实验性脑硬膜外球囊扩张法造成的脑损伤类似临床上的急性闭合性硬膜外血肿[1，2]。本实验系应用大鼠建立闭合性硬膜外球囊扩张脑损伤模型，试图为 研究创伤性脑损伤机制及防治提供一个实验基础。
1 材料与方法
1.1 材料 戊巴比妥钠与离子粘固剂系上海产；5F漂浮导管购自德国AG公司；LMS-2B型二道生理记录仪产自成都仪器厂；HX-2型小动物无创血压计为湖南医科大学生理教研室制。健康Wistar大鼠，雌雄不拘，体重250～350g，购自湖南医科大学动物室。
1.2 实验动物 动物采俯卧位。于矢状缝右侧靠后囟处旁开1mm，人字缝右侧往前1mm钻开骨窗，向前置5F漂浮导管，使套囊全部插入颅内右侧大脑前部脑硬膜外；分别注入0.05ml和0.1ml生理盐水使球囊扩张产生不同大小的占位；利用测肺嵌压球囊模拟占位。从测肺动脉压管口处接感受器测颅内压(ICP)的变化值；以离子粘固剂封闭骨窗，外接压力传感装置测心电图、血压(BP)，记录心率(HR)，呼吸(R)，BP和ICP的变化。术毕饲养中进行神经机能评分[3]。
, http://www.100md.com
1.3 动物分组 按球囊注入水量和保持时间分组。空白对照组(A组)：直接处死后取大脑，n=3。假手术组(B组)：仅插管观察1～3h，饲养2～3d，n=5。实验组分5组：C组球囊注水0.05ml，保持1h，饲养2d，n=11。D组球囊注水0.05ml，保持3h，饲养2d，n=20。E组球囊注水0.1ml，保持1h，n=24。E组又根据饲养天数分为EⅠ组，饲养2d,n=14和EⅡ组，饲养3d,n=10。F组球囊注水0.1ml，保持2h，饲养2d，n=5。术中死亡鼠仅进行急性期分析，不纳入总的统计数字内。
1.4 神经机能评分 (1)足底痛觉：针刺足底，轻刺激下有反应为4分，强刺激下有反应为2分，无反应为0分。(2)自主觅食：能抬头，前肢上抬主动取食为4分；能低头吃食，不主动寻觅为2分；不能自主吃食为0分。(3)角膜反射：有反应为4分，反应可疑为2分，无反应为0分。(4)瞳孔对光反射：有反应为4分，反应迟钝为2分，无反应为0分。(5)吞咽反射：有反应为4分，反应可疑为2分，无反应为0分。(6)翻正反射：将后肢提起，观察落地情况，如四肢落地灵敏者为4分；落地时侧身卧后立即翻起为3分；侧身卧后须挣扎立起为2分；侧身卧后不能立起为0分。(7)运动机能评分：①尾巴悬吊前肢屈曲，有反应为4分，可疑为2分，无反应为0分。②对外侧推力的阻力大小测试，有反应为4分，可疑为2分，无反应为0分。③自发移动时左右转向行为，有反应为4分，可疑为2分，无反应为0分。④能在一侧斜面站立5s的能力，斜面角度50°～45°为4分，45°～40°为3分，40°～35°为2分，35°～30为1分，<29°为0分。⑤在2cm宽的平衡木上用1～4爪子及尾部维持平衡的能力，时间>30s为4分，30～25s为3分，25～20s为2分，20～15s为1分，<15s为0分。神经机能总分：44分。
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1.5 统计学处理 实验资料分别采用SPSS/PC+7.0软件；多样本均数比较单因素方差分析；均数间比较用q检验。所有数据均进行方差齐性检验。方差不齐的ICP比较先用非参数检验，后作Dunn's分析。
2 结 果
2.1 脑损伤后急性期病理生理学变化
2.1.1 一般资料 体重对实验结果影响较大，故将其统计结果列于表1。各组体重差异无统计学意义(P>0.05)。
表1 大鼠体重的比较(
±s)① 分组n
体重(g)
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A
3
289±29
B
5
297±54
C
11
284±43
D
20
280±32
E
, http://www.100md.com 24
304±32
F
5
306±28
①各组体重比较P>0.05
2.1.2 手术中大鼠的病理表现 球囊扩张越大，损伤时间越长，肺水肿、抽搐发生率越高，呼吸停顿时间越长，动物的死亡率也越高。D，E，F组死亡鼠死前有ICP持续升高，血压先升后降，呼吸长时间抑制，呼吸暂停可达30～40s并有抽搐等脑疝表现(表2)。
2.1.3 血流动力学变化 HR，R，BP(平均动脉压)术前各组之间及各组同一时间之间比较差异无显著性(P>0.05)；C，D，E组术后与术前比较，30min后HR，R逐渐变慢(P<0.05)，但仍在正常生理范围内；而BP变化无统计学差 异。D，E组中的死亡鼠，临死前BP135～230mmHg，与术前比较差异有高度显著性 (P<0.01，表中未列出)；其BP升高后5min内迅速下降，终因较长时间的低血压而导致死亡(表3)。
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2.1.4 ICP的变化 根据加压后的ICP变化进行硬膜外颅内压的监护，ICP升高的幅度与球囊扩张的大小及持续时间呈正相关。C，D组中ICP变化持续10min后恢复至伤前水平，但D组在1～2h后仍有微小的波动，且术毕保持在较术前略高的水平。E组中持续15min后恢复至伤前水平，或保持在术前略高的水平。其 变化峰值E与C，D组比较差异有显著性 (P<0.05，表4)。
表2 鼠脑损伤急性期病理表现(%) 分组
例数
(n)
致死率
(%)
肺水肿发生率(%)
抽搐发生率(%)
, 百拇医药
短暂呼吸停顿
存活鼠
死亡鼠
存活鼠
死亡鼠
存活鼠
存活鼠
发生率(%)
时间(s)
发生率(%)
时间(s)
C
11
, 百拇医药
0
18
0
8
0
27
3
0
0
D
20
50
20
30
, 百拇医药
10
60
30
4
40
30
E
24
26
39
33
35
67
43
, http://www.100md.com
4
33
27
F
5
100
0
100
0
100
0
0
100
3
, 百拇医药
表3 各组血流动力学参数比较(
± s) 分组例数
指标
术前
术后5min
10min
30min
1h
2h
3h
术毕
B
, 百拇医药
5
HR
380±50
373±68
384±45
365±58
377±68
/
/
374±68
R
79±22
75±16
, 百拇医药
73±16
63±15
63±15
/
/
69±14
BP
100±50
103±6
105±50
102±3
98±30
/
, 百拇医药
/
103±13
C
11
HR
409±61
395±63
388±60
374±63①
376±62①
/
/
368±59②
, 百拇医药
R
80±10
67±8①
67±11①
61±11②
62±10②
/
/
66±10②
BP
102±80
103±11
, 百拇医药
109±14
101±70
105±40
/
/
95±12
D
10
HR
372±52
383±38
376±43
369±49①
, 百拇医药
367±44①
360±24①
359±393②
51±48②
R
72±13
66±90
63±11
56±10②
62±11①
55±5②
, 百拇医药
59±60②
69±13①
BP
102±80
103±11
109±14
101±70
105±40
101±60
97±9
95±12
E
, 百拇医药
17
HR
369±45
353±59①
359±51②
337±45②
329±41②
/
/
341±46①
R
71±12
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65±11①
64±11②
59±10②
57±11②
/
/
64±10①
BP
97±18
102±13
106±18
, 百拇医药 104±15
94±80
/
/
94±12
与对照组(B)比较①P<0.05,②P<0.01;各组同一时间之间比较P>0.05表4 各组ICP变化峰值比较(
±s ) 分组n
ICP
C
11
8.40±1.92①
, 百拇医药
D
10
8.80±1.61
EⅠ
11
11.71±3.12②③
EⅡ
6
11.48±0.82④
①与D组比较P>0.05；②与EⅡ组比较P>0.05；③与C，D组比较P<0.05； ④与C，D组比较P<0.01
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2.1.5 各组术后神经机能评分的比较 各组自身前后对照无明显差异( P>0.05)。C，D，E各组与B组差异有显著性(P<0.01)，说明实验组的神经机能均受到不同程度的损害。E组饲养过程中共死亡4只(EⅠ 2只，EⅡ 2只)，说明E组神 经机能受损较C，D组更为严重(表5)。
表5 神经机能评分比较(
±s) 分组例数
24h
48h
72h
B
5
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44±1
43±7
/
C
11
35±4①
33±6②
/
D
10
31±4②
33±7②
, 百拇医药
/
EⅠ
9
30±5②
28±5②
/
EⅡ
4
32±4②
31±4②
32±4
与对照组比较①P<0.05,②P<0.01
, 百拇医药
2.2 病理改变
2.2.1 大体改变 对照组大鼠硬脑膜保持完整，置管处偶见轻度受压痕迹，脑皮质及脑室系统未见明显异常。C组硬脑膜基本保持完整，可见受压处硬膜下小血肿及小量局限性皮质下出血，脑室腔隙改变较小，但亦可有少量变形及蛛网膜下出血(图1)。D，E组可见受压处脑组织挫伤，硬膜下血肿较大，有广泛脑室腔隙出血及扩大，饲养2d后受压处有脑组织软化(图2)。
2.2.2 光学显微镜检查 对照组未见明显异常，层次及结构均较清楚。C组损伤侧可见局灶性皮质出血，颅内有少量出血灶(图3)。D，E组除局灶性受压处出血外，尚见受损皮质组织及颅内出血，出血范围广泛，有时伤及对侧。损伤侧直接受压处可见大量血细胞渗出，有的可见炎性细胞聚集，说明损伤后有炎性介质的参与(图4)。D，E组损伤周围部分神经元细胞可见核皱缩或浓染，但胞浆结构尚清楚(图5Ⅰ，Ⅱ)。
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图1 C组受压处硬膜下出血 图2 D，E组受压后切面观 图3 C组受压部位皮质出血 (HE，100×) 图4 D，E组受压后颅内腔隙扩大，出血处有炎性细胞浸润 (HE，40×) 图5 受压部位细胞坏死(5Ⅰ)与正常脑细胞(5Ⅱ)比较 (HE，200×)(↑示受压处；示出血部位；A示死亡细胞呈浓缩状；B示死亡细胞呈空泡状)
Fig. 1 Subdural hemorrhage in compressed area o f Group C Fig. 2 Section after compression in D, Group E Fig. 3 Cortical hemorrhage in compressed area o f Group C (HE,100×) Fig. 4 Encephalic lacuna showing larger and inf lammatory cell infiltration in hemorrhage area after compression (HE,40×) Fig. 5 Comparison between cells in compressed a rea (5Ⅰ) and normal cells (5Ⅱ; HE,200×) (↑: compressed area;: hemorrha ge a rea; A: dead cells showing concentration; B: dead cells showing vacuole)
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2.2.3 各组脑含水量 C，D，E组与A，B组比较，脑含水量明显增多(P<0.05)，表明有脑水肿发生；E组与对照组比较差异更明显(P<0.01；表6)。
表6 脑含水量百分比的测定(
±s) 分组例数
脑含水量%
A
3
76.70±1.03
B
5
77.10±1.98
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C
11
78.76±1.24①
D
10
78.88±1.33①
EⅠ
9
80.11±1.39②
EⅡ
6
78.51±1.08②
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与对照组比较①P<0.05,②P<0.01;A，B组之间和C，D，E组之间比较P>0.05
3 讨 论
为模拟撞击受损造成脑损伤等临床病理象，Penny[4]等人于1941年开始了脑创伤性实验模型的研究。自九十年代以来逐渐形成了液压冲击模型(fluid percussion, FP)和控制性皮质撞击模型(controlled cortical impact, CI)两大类[5]。由于FP技术比较符合临床特点，便于产生分级脑损伤，故得以广泛应用。经过多次改良，可控性及装置的精确性均有所发展。但它产生的病理生理变化机制复杂，既有冲击部位直接受损和血流动力学改变，也有轴索弥漫性受损。CI技术受损机制则相对明确，便于受损侧和对侧的比较性研究，且同样便于产生分级脑外伤，能更精确控制皮质受损速度、压力、部位等。本实验在CI技术基础上建立模拟急性硬膜外占位性病变造成脑损伤及颅高压的病理模型，符合临床上急性硬膜外血肿造成脑组织受压，颅内压增高，最终致脑损害等特点。
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硬膜外球囊扩张产生脑损伤的疾病模型多见于猪、狗、猫、羊[1，5]等中型动物，而作为同类研究，大白鼠虽较经济易得，但因其体积小，技术操作上有一定困难故较少用。Shanlin[2]报道利用立体定向仪在一侧脑室或蛛网膜下腔放置穿刺针监测ICP并放置球囊模拟占位；该方法存在损伤、出血及操作上有一定难度等缺点。本实验利用5F漂浮导管测肺嵌压的球囊模拟占位，还利用测肺动脉压的出口测定颅内压的变化值，使二者均可同时进行。本文方法让鼠的非实验性损伤到最低限度，避免了穿刺造成的损伤，操作技术既可行又简单、经济。而该方法尚存刻度校准、慢频率应答等问题而不能测定ICP基础值，但仍可简单测定ICP变化值，且球囊扩张大小的可控性较好，增加了实验的精确性，可同时建立分级实验动物模型。
该模型损伤的生物力学机制为硬膜外占位使完整的脑组织受压、变形、脑血流改变，造成颅高压，脑水肿最终至脑损伤。就存活动物而言，30min内平均动脉压增高，证实了可能与脑损伤后应激反应，促使交感神经肾上腺髓质释放儿茶酚胺有关[6]。实验动物的心率、呼吸变化均随损伤的程度及时间的延长而变慢，但仍在正常生理范围内，一般于手术后15～30min内能恢复。本文实验组均有不同程度的脑水肿发生。赵永春[7]等从临床工作中发现，水肿主要位于有血肿的半球内。这说明发生脑水肿的主要原因乃脑组织局部受压所致。相关的动物实验亦证明了这一点[8]。有人认为创伤后2h皮质产生细胞毒性脑水肿，并通过对血脑屏障的破坏，颅内压增加而实现[9]。本文病理结果亦支持脑水肿发生的结论，即受压处神经细胞坏死，血管内皮肿胀和脑内出血灶，脑室腔隙改变等。球囊扩张压迫与减压造成脑的病理生理紊乱均可加重脑水肿。Bai-nanXu在猫的同类模型中也证实了这一观点[10]。实验组神经机能评分说明大白鼠的神经机能受到不同程度的损害，间接地反映了脑组织受损的状况和脑水肿的发生。
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概言之，本实验模型具有操作简单、可控性好、重复性高及经济实用的特点。
参 考 文 献
1 Takizama H. Analysis of changes in intracranial pressure and pressure volume index at different locations in the craniospinal axis during supratentorial epidural balloon inflation. Neurosurgery, 1986,19(1):1～8
2 Shanlin RT, Sole MJ, Rahinifar M, et al. More lessionsm about essential h ypertension for expredural rat model. J Am Coll Cardiol, 1988,2(3):737～738
, 百拇医药
3 方加胜，袁贤瑞，刘运生.实验性大鼠液压分级颅脑损伤模型的建立与研究.湖南医科大学学报，1996，5：385～389
4 Penny BD, Russel WR. Experimental cerebral ncussion. Brain, 1941,64:93～104
5 Lighthall JW, Dixon CE, Anderson TE. Experimental models of brain injury. J N eurotrauma, 1989,6(2):83～97
6 张剑宁，易声禹，章翔，等.大鼠脑损伤后血浆儿茶酚胺改变及其血液流变学的变化.中华实验外科杂志，1995，12：223～226
7 赵永春，毕东祥，赵雅度，等.硬脑膜外血肿术后发生脑水肿的可能性探讨.中华神经外科杂志，1996，12(5)：292～295
, 百拇医药
8 惠国桢，吴思荣，周幽心，等.大鼠头颅打击伤后的脑水肿变化.中华神经外科杂志，1996，12(2)：100～104
9 Pomeranz S, Satar P. The effect of resuscitative moderate hypothermia followi ng epidural brain conprassion on cerebral damage in a canine outcome model. J Ne urosurg, 1993,79:241～251
10 Bai-nan Xu, Yabuki A, Mishira H, et al. Pathophysiology of brain swelling after acute experimental brain compression and decompression. Neurosur gery, 1993,32(2):289～299, 百拇医药